CN105730776A - 智能装箱机 - Google Patents

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Abstract

一种智能装箱机，包括机架、产品输送线、包装箱输送线及柔性智能机器人；所述产品输送线包括产品输送带、位于所述产品输送带前端上方的视觉检测装置以及位于所述产品输送带后端上方的编码器；所述包装箱输送线包括包装箱输送通道、开箱装置、装箱位以及封箱装置；所述柔性智能机器人设置在所述产品输送线及所述包装箱输送线的上方。本发明智能装箱机的柔性智能机器人的抓取系统根本上提高了装箱的智能化，大大节省了人力的投入，降低生产成本，避免了人为因素造成的装箱误差。各工位之间互不影响，装箱速度快，生产效率高。柔性智能机器人抓取速度为180次/min。

Description

智能装箱机
技术领域
本发明属于装箱机技术领域，涉及装箱机，尤其涉及一种采用机械手进行装箱的智能装箱机。
背景技术
在产品生产完成后需要进行装箱以便于保存和运输，现有的包装方法多为人工装箱。人工装箱需要大量的操作人员和生产空间，这要求巨大的成本投入；再者，人工操作效率低下，长时间工作的劳动强度十分巨大，对人员要求较高，且工作效率无法保证，甚至影响装箱质量，导致装箱不齐整、装箱错误等问题；还有，人员的管理较为困难，且存在较高的事故风险。
现有一些自动化装箱设备，包括一条输送产品的输送带，和一条输送包装箱的输送带，在两输送带之间设置一只机械手，通过机械手将产品抓取至包装箱内，再将包装箱送出至打包处进行打包，以此实现自动化装箱。该种设备一只机械手对应一条产品输送线，机械手抓取产品在两条输送带上来回运动的过程中，因机械手的运行速度较两输送带慢，故两输送带均需要进行长时间的等待操作，导致设备利用率低，为满足大量化生产需要设置多条生产线，这使得生产成本增加，且多条生产线占用大量的生产空间，另一方面，为保证抓取工作的准确性，产品输送带上的产品需要人工放置，这样仍需要较多的操作人员。
而如何解决上述问题，是本领域技术人员要研究的内容。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种智能装箱机。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能装箱机，包括机架、产品输送线、包装箱输送线及柔性智能机器人；所述产品输送线和所述包装箱输送线平行相距设置在所述机架上；所述产品输送线包括产品输送带、位于所述产品输送带前端上方的视觉检测装置以及位于所述产品输送带后端上方的编码器；所述包装箱输送线包括包装箱输送通道、位于所述包装箱输送通道前端的开箱装置、位于所述包装箱输送通道上的装箱位以及封箱装置；所述柔性智能机器人设置在所述产品输送线及所述包装箱输送线的上方；对应所述装箱位的下方设有止动气缸；所述封箱装置包括沿所述包装箱输送方向依次设置的关小叶机构、关大叶机构及胶带封箱机构；所述关小叶机构包括前小叶关闭结构和后小叶关闭结构，所述前小叶关闭结构为设置在所述包装箱输送线上方的导向板；所述后小叶关闭结构包括设置在所述包装箱输送线上转板及翻转气缸；所述翻转气缸的作用端用于所述转板；所述关大叶机构包括底部大叶关闭结构和顶部大叶关闭结构；所述底部大叶关闭结构包括顶板和顶升气缸；所述顶升气缸的作用端作用于所述顶板，并驱动所述顶板沿竖直方向向上运动；所述顶部大叶关闭结构包括两块对称设置的旋转压板、分别与所述旋转压板固定连接的齿轮啮合机构及驱动所述齿轮转动的气缸；所述胶带封箱机构包括上下平行相距设置的胶带托盘，所述胶带托盘固设在所述机架上。
上述技术方案中，相关内容解释如下：
1、上述方案中，所述开箱装置包括包装箱上料区、设置在包装箱上料区前端的包装箱推杆、设置在包装箱上料区后端的开箱摆杆、固设在所述开箱摆杆上的真空吸盘、开箱缓存区、设置在所述开箱缓存区处的限位板及包装箱开口定型气缸、设置在所述包装箱输送通道前端上方的导向杆及顶面小叶撑板。
2、上述方案中，所述包装箱上料区的旁侧还设有档板。
3、上述方案中，所述机架上还设有高度调整机构及宽度调整机构；所述高度调整机构和所述宽度调整机构均包括调节螺杆及调节手轮。所述高度调整机构和所述宽度调整机构可对机架尺寸特别是包装箱输送通道的尺寸进行调整，从而使其适应不同规格的包装箱使用，实现一机多用。
4、上述方案中，还包括控制装置；所述控制装置包括可编程逻辑控制PLC的电控部分和气控部分。
5、上述方案中，所述视觉检测装置包括CCD和视觉控制器。所述CCD(ChargeCoupledDevice)是电荷藕合器件图像传感器。它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
6、上述方案中，所述编码器用于反馈给所述柔性智能机器人反馈物料的精确位置。所述编码器与所述视觉检测装置配合使用，可为柔性智能机器人提供物料的精确位置，通过视觉检测来料抓取产品放入包装箱中，系统记忆抓取数量，避免了人为放置产生的数量误差，使其抓取的更精准。
7、上述方案中，还包括同步带传动结构。
本发明工作原理：本发明智能装箱机集成了开箱系统、输送系统、装箱系统及封箱系统于一体的自动化装箱设备。开箱系统中，开箱摆杆动作，设置在开箱摆杆上的真空吸盘将包装箱上料区上的包装箱吸住并将包装箱打开进入包装箱输送通道的装箱位，止动气缸动作，同时小叶撑板和导向杆将包装箱撑开固定，包装箱开口定型气缸动作完成包装箱开口定型，柔性智能机器人开始抓取产品输送带上的产品放入包装箱箱体内，通过视觉检测装置及脉冲编码器，系统自动分配产品存放位置并记录抓取数量，待装箱完成后，止动气缸下降，同步带驱动包装箱至封箱装置处，关小叶机构动作完成小叶合闭，关闭大叶机构动作完成顶部大叶和底部大叶的关闭；同步带继续驱动包装箱穿过胶带封箱机构，并由两卷胶带完成上下口封合。整个装箱过程全部自动化。利用智能机器人和人为取放产品相比，不会造成数量误差，高效率、快节奏，大大节省了人力资源。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
1、本发明智能装箱机的柔性智能机器人的抓取系统根本上提高了装箱的智能化，大大节省了人力的投入，降低生产成本，避免了人为因素造成的装箱误差。利用视觉监测装置及脉冲编码器的集成运用弱化了来料收集、整列的秩序性，提高了生产效率；各工位之间互不影响，装箱速度快，生产效率高。柔性智能机器人抓取速度为180次/min。
2、本发明采用开箱装置进行自动化开箱：包装箱给料时，开箱摆杆动作，其上的真空吸盘将包装箱上料区上的包装箱吸住并将包装箱打开，循环开箱动作摆脱了人为干预，节省了开箱时间。
3、本发明在包装箱箱体通过包装箱输送通道上的封箱装置处时，自动完成顶面和底面开口的封合，无需人为干预，全面实现自动化，速度快，效率高。
附图说明
图1为本发明整机结构俯视示意图；
图2为本发明用开箱装置结构示意图；
图3为本发明包装箱输送线的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，一种智能装箱机，包括机架1、产品输送线、包装箱输送线及柔性智能机器人2；所述产品输送线和所述包装箱输送线平行相距设置在所述机架1上；所述产品输送线包括产品输送带3、位于所述产品输送带3前端上方的视觉检测装置（图中未示出）以及位于所述产品输送带后端上方的编码器（图中未示出）；所述包装箱输送线包括包装箱输送通道4、位于所述包装箱输送通道4前端的开箱装置、位于所述包装箱输送通道4上的装箱位5以及封箱装置；所述柔性智能机器人2设置在所述产品输送线及所述包装箱输送线的上方，对应所述装箱位5处；对应所述装箱位5的下方设有止动气缸（图中未示出）；所述封箱装置包括沿所述包装箱输送方向依次设置的关小叶机构、关大叶机构及胶带封箱机构；所述关小叶机构包括前小叶关闭结构和后小叶关闭结构，所述前小叶关闭结构为设置在所述包装箱输送线上方的导向板6；所述后小叶关闭结构包括设置在所述包装箱输送线上转板（图中未示出）及翻转气缸（图中未示出）；所述翻转气缸的作用端用于所述转板7；所述关大叶机构包括底部大叶关闭结构和顶部大叶关闭结构；所述底部大叶关闭结构包括顶板（图中未示出）和顶升气缸（图中未示出）；所述顶升气缸的作用端作用于所述顶板，并驱动所述顶板沿竖直方向向上运动；所述顶部大叶关闭结构包括两块对称设置的旋转压板10、分别与所述旋转压板10固定连接的齿轮啮合机构及驱动所述齿轮11转动的气缸12；所述胶带封箱机构包括上下平行相距设置的胶带托盘13，所述胶带托盘13固设在所述机架上。
所述开箱装置包括包装箱上料区14、设置在包装箱上料区14前端的包装箱推杆15、设置在包装箱上料区14后端的开箱摆杆16、固设在所述开箱摆杆16上的真空吸盘17、开箱缓存区18、设置在所述开箱缓存区18处的限位板及包装箱开口定型气缸（图中未示出）、设置在所述包装箱输送通道4前端上方的导向杆19及顶面小叶撑板20。所述包装箱上料区14后端的两侧上还设有用于探测包装箱有无的红外传感器24。
所述包装箱上料区14的旁侧还设有档板21。
所述机架1上还设有高度调整机构及宽度调整机构；所述高度调整机构和所述宽度调整机构均包括调节螺杆22及调节手轮23。所述高度调整机构和所述宽度调整机构可对机架1尺寸特别是包装箱输送通道4的尺寸进行调整，从而使其适应不同规格的包装箱使用，实现一机多用。
还包括控制装置；所述控制装置包括可编程逻辑控制PLC的电控部分和气控部分。
所述视觉检测装置包括CCD和视觉控制器。所述编码器为用于反馈给所述柔性智能机器人反馈物料精确位置。所述编码器与所述视觉检测装置配合使用，可为柔性智能机器人提供物料的精确位置，通过视觉检测来料抓取产品放入包装箱中，系统记忆抓取数量，避免了人为放置产生的数量误差，使其抓取的更精准。
还包括同步带传动结构25。
本发明智能装箱机集成了开箱系统、输送系统、装箱系统及封箱系统于一体的自动化装箱设备。开箱系统中，开箱摆杆动作，设置在开箱摆杆上的真空吸盘将包装箱上料区上的包装箱吸住并将包装箱打开进入包装箱输送通道的装箱位，止动气缸动作，同时小叶撑板和导向杆将包装箱撑开固定，包装箱开口定型气缸动作完成包装箱开口定型，柔性智能机器人开始抓取产品输送带上的产品放入包装箱箱体内，通过视觉检测装置及脉冲编码器，系统自动分配产品存放位置并记录抓取数量，待装箱完成后，止动气缸下降，同步带驱动包装箱至封箱装置处，关小叶机构动作完成小叶合闭，关闭大叶机构动作完成顶部大叶和底部大叶的关闭；同步带继续驱动包装箱穿过胶带封箱机构，并由两卷胶带完成上下口封合。整个装箱过程全部自动化。利用智能机器人和人为取放产品相比，不会造成数量误差，高效率、快节奏，大大节省了人力资源。
本发明智能装箱机的柔性智能机器人的抓取系统根本上提高了装箱的智能化，大大节省了人力的投入，降低生产成本，避免了人为因素造成的装箱误差。利用视觉监测装置及脉冲编码器的集成运用弱化了来料收集、整列的秩序性，提高了生产效率；各工位之间互不影响，装箱速度快，生产效率高。柔性智能机器人抓取速度为180次/min。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种智能装箱机，包括机架、产品输送线、包装箱输送线及柔性智能机器人；其特征在于：所述产品输送线和所述包装箱输送线平行相距设置在所述机架上；所述产品输送线包括产品输送带、位于所述产品输送带前端上方的视觉检测装置以及位于所述产品输送带后端上方的编码器；所述包装箱输送线包括包装箱输送通道、位于所述包装箱输送通道前端的开箱装置、位于所述包装箱输送通道上的装箱位以及封箱装置；所述柔性智能机器人设置在所述产品输送线及所述包装箱输送线的上方；对应所述装箱位的下方设有止动气缸；所述封箱装置包括沿所述包装箱输送方向依次设置的关小叶机构、关大叶机构及胶带封箱机构；所述关小叶机构包括前小叶关闭结构和后小叶关闭结构，所述前小叶关闭结构为设置在所述包装箱输送线上方的导向板；所述后小叶关闭结构包括设置在所述包装箱输送线上转板及翻转气缸；所述翻转气缸的作用端用于所述转板；所述关大叶机构包括底部大叶关闭结构和顶部大叶关闭结构；所述底部大叶关闭结构包括顶板和顶升气缸；所述顶升气缸的作用端作用于所述顶板，并驱动所述顶板沿竖直方向向上运动；所述顶部大叶关闭结构包括两块对称设置的旋转压板、分别与所述旋转压板固定连接的齿轮啮合机构及驱动所述齿轮转动的气缸；所述胶带封箱机构包括上下平行相距设置的胶带托盘，所述胶带托盘固设在所述机架上。
2.根据权利要求1所述的智能装箱机，其特征在于：所述开箱装置包括包装箱上料区、设置在包装箱上料区前端的包装箱推杆、设置在包装箱上料区后端的开箱摆杆、固设在所述开箱摆杆上的真空吸盘、开箱缓存区、设置在所述开箱缓存区处的限位板及包装箱开口定型气缸、设置在所述包装箱输送通道前端上方的导向杆及顶面小叶撑板。
3.根据权利要求2所述的智能装箱机，其特征在于：所述包装箱上料区的旁侧还设有档板。
4.根据权利要求1所述的智能装箱机，其特征在于：所述机架上还设有高度调整机构及宽度调整机构；所述高度调整机构和所述宽度调整机构均包括调节螺杆及调节手轮。
5.根据权利要求1所述的智能装箱机，其特征在于：还包括控制装置；所述控制装置包括可编程逻辑控制PLC的电控部分和气控部分。
6.根据权利要求1所述的智能装箱机，其特征在于：所述视觉检测装置包括CCD和视觉控制器。
7.根据权利要求1所述的智能装箱机，其特征在于：还包括同步带传动结构。
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